罕見性反轉綜合征三例微陣列基因組雜交檢測結果分析

歐明林，曾 君，龔蔚蔚，薛 雯，荊環云，張若菡，陳潔晶，甘 晴，戴 勇，眭維國

·臨床研究·

罕見性反轉綜合征三例微陣列基因組雜交檢測結果分析

歐明林，曾 君，龔蔚蔚，薛 雯，荊環云，張若菡，陳潔晶，甘 晴，戴 勇，眭維國

目的探討微陣列基因組雜交檢測在性反轉綜合征診斷中的價值及臨床意義。方法收集2010—2015年來我院中心實驗室進行遺傳咨詢患者的臨床資料與外周血標本，采用G顯帶技術分析患者染色體核型，并對確診為性反轉綜合征的患者進行微陣列基因組雜交檢測，分析患者基因組拷貝數變異(copy number variations, CNVs)變化特點。結果同期在本實驗室行遺傳咨詢者共9946例，其中3例(0.03%)診斷為性反轉綜合征。其中G顯帶染色體核型分析確診46,XX男性性反轉綜合征2例，46,XY女性性反轉綜合征1例。微陣列基因組雜交檢測發現3例均存在亞顯微CNVs異常變化，其中1例46,XX男性性反轉綜合征患者性染色體Yp11.31存在擴增(SRY陽性)；另2例均未檢測到SRY基因(SRY陰性)。結論桂林地區遺傳咨詢人群中性反轉綜合征患者相對罕見，微陣列基因組雜交技術為CNVs檢測提供了一種高效的方法,為性反轉綜合征病因學篩查及分類提供了新的途徑。

性逆轉,性腺；細胞遺傳學分析；核型分析；基因拷貝數變異

目前，人類性別決定的關鍵因素尚未完全闡明，現有研究報道普遍認為Y染色體，特別是Y染色體中的睪丸決定因子(testis deter- mining factor， TDF)可以引導性腺原基發育成熟為睪丸，在人類性別決定中扮演著關鍵的角色[1]。性反轉綜合征是一類染色體核型與性腺不一致的罕見疾病，可以細分為46，XX男性性反轉綜合征和46,XY女性性反轉綜合征[2]。性反轉綜合征臨床以男性假兩性畸形和女性假兩性畸形兩種表現較為常見，患者體內一般只有1種生殖腺[3]。根據Y染色體SRY基因特異性序列的存在與否，在分子水平上此病又分為SRY陽性和陰性兩類[4]。國外流行病學研究顯示，46，XX男性和46，XY女性性反轉綜合征的發病率分別約為1/20 000和1/100 000，而我國尚缺乏本病的流行病學相關報道[5]。本研究統計近5年來我院進行遺傳咨詢的性反轉綜合征患者，并應用微陣列芯片技術對患者進行基因組拷貝數變異(copy number variations， CNVs)分析，以期為本病的分類、診斷和發病機制研究提供新的信息。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2010—2015年來我院中心實驗室行遺傳咨詢患者資料和外周血標本9946例，其中發現性反轉綜合征3例，發病率0.03%。

1.2遺傳學檢測及分析

1.2.1G顯帶核型分析：取經肝素抗凝處理的患者外周血標本，利用細胞培養基(廣州拜迪生物醫藥有限公司生產)增殖培養淋巴細胞70 h，加入適量秋水仙素終止細胞分裂，于第72小時收獲細胞，常規制片及烘干后利用2%胰酶消化，Giemsa染色顯帶，最后應用光學顯微鏡和Imager.Z2蔡司染色體自動掃描儀及分析系統進行核型分析。其中每例標本計數細胞分裂象30個，詳細分析染色體核型3～5個，存在核型異常標本適當增加染色體計數及核型分析量。

1.2.2微陣列基因組雜交：選取G顯帶染色體核型性別與社會性別不一致的患者臨床資料及外周血標本，應用QIAamp DNA Blood Mini Kit(美國Qiagen公司生產)提取患者基因組DNA并稀釋至50 ng/μl；每例標本取DNA 250 ng，應用Affymetrix CytoScan 750K Array和Affymetrix GCS 3000D V.2微陣列基因芯片分析系統(美國Affymetrix公司生產)進行分析，實驗步驟主要參考試劑盒說明書進行，并根據實際情況進行適當改進。實驗主要過程包括：片段化DNA樣本，全基因組擴增，產物純化及質量檢測，雜交，洗脫，染色和掃描。芯片掃描儀分析所得數據由Chromosome Analysis Suite 3.1系統(美國Affymetrix公司生產)進行分析，并利用國際公共良性CNVs數據庫(DGVs)和國際公共病理性CNVs數據庫(DECIPHER)對結果進行過濾，獲得潛在的病理性CNVs。

2 結果

2.1臨床特征 經G顯帶染色體核型分析發現46，XX男性性反轉綜合征2例，46，XY女性性反轉綜合征1例。3例主要臨床表現及性激素水平見表1、表2。

表1 3例性反轉綜合征臨床表現

表2 3例性反轉綜合征性激素水平

2.2微陣列基因組雜交結果 1例46，XX男性性反轉綜合征患者為SRY基因陽性，另1例46，XX男性和1例46，XY女性性反轉綜合征患者均為SRY基因陰性。3例患者在不同的染色體區帶均存在相對較大片段(Marker Count>50)的潛在病理性CNVs，見表3和圖1。

3 討論

性反轉綜合征是一類罕見的性腺發育異常相關的染色體病，目前人們對此病的了解仍十分有限。性反轉綜合征中以46，XY女性患者較為罕見，國際上共發現46，XX男性患者僅數百例[6-7]。在近5年的遺傳咨詢以及染色體核型分析工作中，我們累計發現本病患者僅3例，發病率與國外文獻報道相近。在臨床表現方面，由于大多數患者在出生時具有正常表型，僅15%的患者會出現尿道下裂、隱睪和嚴重的生殖器畸形病征，因此大多數患者是在青春期后由于性腺發育不全、男性乳房異常發育和不育，進行遺傳咨詢篩查從而確診[8]。國外一些研究認為性反轉綜合征發病率(1/20 000～1/25 000)可能被嚴重低估，導致一部分患者可能在不孕不育病因篩查中被漏診[9]。本組1例表現為相對正常男性表型，因不育進行核型分析從而確診；另2例因為生殖器異常和生長發育異常進行核型分析從而確診。因此，根據相關診療指南針對嚴重無精子癥、少弱精子癥和生長發育異常患者，進行染色體核型分析在本病診斷中具有重要的臨床意義[10]。

表3 3例性反轉綜合征染色體相對較大片段的基因組拷貝數變化情況

圖1 3例性反轉綜合征微陣列基因組雜交圖

性反轉綜合征的發病機制目前尚未完全闡明，現普遍認為本病與Y染色體缺失，特別是Y染色體特定區帶缺失存在密切的關系[9]。一些研究表明，Xp-Yp易位導致的染色體異常是本病發病的最主要原因，因為在其父系生殖細胞減數分裂異常而產生的包含SRY基因的X型精子，與正常母系卵子結合很可能會導致子代異常受精卵產生[11]。在本研究中，G顯帶核型分析并未發現這些患者的X染色體長臂存在明顯的異常，也未發現與Y染色體可能相關的標記染色體，該結果可能與染色體顯帶的分辨率較低，以及易位片段大小有關；為了進一步明確這些患者是否存在Y染色體DNA序列，我們利用微陣列基因組雜交技術對患者基因組DNA序列的拷貝數進行了分析，結果發現例1和例3存在部分Y染色體DNA序列，例2不存在，結果表明存在Y染色體DNA序列的性反轉綜合征患者與其父系生殖細胞Xp-Yp易位相關可能性較大，而不存在Y染色體DNA序列的患者致病原因則可能與Xp-Yp易位無關。SRY基因為雄性的性別決定關鍵基因，該基因只有一個外顯子，無內含子，46，XX男性性反轉綜合征患者SRY陽性和46，XY女性性反轉綜合征患者SRY陰性較為常見[12]。本研究中，兩例未檢測到Y染色體者為SRY陰性，余1例檢測到Yp11.31存在擴增，為SRY陽性患者，基因組雜交分析進一步確定了G顯帶核型分析難以明確的疾病亞型；SRY基因缺失可能在例2和例3患者的性發育異常過程中起關鍵作用。

一些研究發現，性染色體遺傳物質DNA的突變、重復或缺失在性反轉綜合征患者基因組內比較常見[13-15]，其臨床表現較高的異質性以及病因的不確定性可能與染色體異常有關。本研究微陣列基因組雜交分析發現了一些G顯帶核型分析無法發現的性染色體亞顯微CNVs。例1性染色體Xp22.33存在缺失涉及8個基因，其中6個基因存在于孟德爾遺傳數據庫中，可能與生物過程蛋白質的合成以及基因表達調控存在密切的關系。此外，該患者Yp11.2與Yp11.31存在多個片段的重復，涉及SRY和ZFY等與性別決定密切相關的基因。與例1類似，例3性染色體Yq11.21-2染色體存在多個片段重復，盡管片段相對較小(<500 kbp)，但涉及7個基因，其中6個基因為睪丸特異轉錄蛋白，有趣的是它們很可能是1976年Tieplolo等發現的無精子因子(azoospermia factor， AZF)成員，AZF缺失一直被認為是無精子癥致病的關鍵原因之一，然而AZF重復是否與無精子癥有關仍未明確[16]。潛在具有病理性作用的亞顯微CNVs不但存在于性反轉綜合征患者X和Y性染色體上，而且也見于常染色體上，并且其片段大小不一，涉及多個基因。對相關基因進行功能分析發現，不少基因與各種已知孟德爾遺傳病存在一些聯系，該結果表明性反轉綜合征可能僅代表一大類疾病，其進一步分類仍有待根據分子細胞遺傳檢測結果確定。但是，人類基因組中存在的CNVs多為非病理性，本研究中發現CNVs的臨床意義尚有待更多研究證實。此外，微陣列基因組雜交技術也存在一些明顯的不足，比如該技術只能針對包括重復和缺失的CNVs進行檢測，而無法對性反轉綜合征致病相關基因的突變、平衡易位、倒位等因素進行檢測。

綜上所述，性反轉綜合征是一類相對罕見的性發育異常疾病，此病臨床表現較高的異質性以及發病機制的多樣性給臨床診療帶來了挑戰，針對嚴重少精子癥、無精子癥和外生殖器畸形患者進行染色體核型分析，有利于本病的確診。盡管不少亞顯微CNVs的致病機制尚未被明確，在傳統核型分析的基礎上進行微陣列基因組雜交分析可以獲得更詳細的患者核型重復與缺失異常信息，這些信息可能在明確疾病分類、指導臨床合理治療、促進患者第二性征發育及避免性腺惡變相關疾病的發生等方面具有重要的應用前景。

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ResultsAnalysisofDetectionofMicroarrayGenomicHybridizationfor3PatientswithRareSexReversalSyndromes

OU Ming-lin1, ZENG Jun2, GONG Wei-wei1, XUE Wen1, JING Huan-yun1, ZHANG Ruo-han1, CHEN Jie-jing1, GAN Qing1, DAI Yong2, SUI Wei-guo1

(1. Central laboratory Guangxi Key laboratory of Metabolic Diseases Research, 181 Hospital of PLA, Guilin, Guangxi Zhuang Nationality Autonomous Region 541002， China； 2. Clinical Medical Research Center, Shenzhen People's Hospital, Shenzhen, Guangdong 518020, China)

ObjectiveTo analyze values and clinical significances of detection of microarray genomic hybridization in diagnosis of sex reversal syndromes.MethodsClinical data and peripheral blood samples of patients with genetic counseling from 2010 to 2015 were collected. G-banding technique was used to analyze the chromosomal karyotypes. Detection of microarray genomic hybridization was performed for patients confirmed sex reversal syndromes, and characteristics changes in patients were analyzed.ResultsThere were 9946 patients with genetic counseling at the same period, and 3 patients (0.03%) were confirmed as having sex reversal syndromes. G band karyotype analysis showed that there were 2 male patients with 46, XX female sex reversal syndrome and 1patient with 46, XY sex reversal syndrome. Detection of microarray genomic hybridization showed that 3 patients had micro sub CNVs abnormal changes, which included that sex chromosome Yp11.31 of 1 patient with 46, XX male sex reversal syndrome had amplification (SRY-positive), while other 2 patients did not find SRY gene (SRY-negative).ConclusionThe sex reversal syndrome in genetic counseling population in Guilin is relatively rare. Microarray genomic hybridization provides an effective method for CNVs detection. It is a new way for the etiological diagnosis and classification of sex reversal syndromes.

Sexual reversal, gonad; Cytogenetic analysis； Karyotype analysis; Gene copy number variations

廣西科技計劃項目(桂科攻1598012-25)

541002 廣西壯族自治區 桂林，解放軍181醫院中心實驗室 廣西代謝性疾病研究重點實驗室(歐明林、龔蔚蔚、薛雯、荊環云、張若菡、陳潔晶、甘晴、眭維國)；518020 廣東 深圳，深圳市人民醫院臨床醫學研究中心(曾君、戴勇)

眭維國，E-mail：suiwg@163.com

R698.2

A

1002-3429(2017)10-0076-05

10.3969/j.issn.1002-3429.2017.10.026

2017-06-26 修回時間：2017-07-23)